石宇毕业设计说明书.docx
《石宇毕业设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石宇毕业设计说明书.docx（100页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
石宇毕业设计说明书
太原理工大学
自考毕业设计
论文题目
霍州三交河煤矿2#煤90万吨/a矿井初步设计
学生姓名
石宇
学号
010*********
报考专业
采矿工程
专业班级
函授班
导师姓名
段东
完成日期
2013年5月10日
2013年5月12
毕业设计（论文）题目：
三交河煤矿初步设计（2上、2号煤层）
毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：
要求：
毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究，以培养和提高学生学习分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个未来采矿工程高级工程技术人才的基本训练。
毕业设计主要是实习矿井的开采设计,即假拟实习矿井为为开发井田,按其原始条件进行新井初步设计。
为了培养学生能力，并考虑教学要求、时间、学生现有实际水平等因素，其某些要求与设计院进行的矿井设计有所区别，巷道布置、采煤方法、通风安全等都要借鉴矿井生产以来的经验。
有些部分则加以必要的简化或删减，从而使同学能够从理论和实践相结合，对整个矿井的开拓生产形成清晰正确的认识。
通过半年的毕业设计，使同学们对大学所学的知识能够有个更全面、更清晰的认识，使同学们走向社会后能够成为模范带头人，能够成为社会的栋梁。
原始数据：
三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。
地理座标：
北纬36°21′27″-36°25′39″，东经111°21′20″-111°24′49″。
山西省地质矿产厅于2000年5月1号颁发的第140000002083号采矿许可证批准其开采2、10、11号煤层，井田面积28.05K㎡，设计生产能力为90万t/a。
该煤矿东距大运公路、南同蒲铁路30㎞，向南距临汾市60㎞，向北距霍州市70㎞，井田内有临汾-克城公路通过，交通方便。
区内气候为大陆性气候，四季分明，具有冬季严寒、少雪多风，夏季暑热干旱，春季多风，秋季凉爽多雨等特点。
年平均气温8.5-10℃,最热月气温21-23℃，最冷月气温-5__-7℃，极端最高气温35.5-38.5℃，极端最低气温-20.5—23.5℃，无霜期170-195d，霜冻期为10月上旬至来年四月中旬，冻土深度103cm，每年7、8、9三个月为雨季，年降水量为600mm左右。
三交河煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。
总观全区中部高东西两侧低，最高点位于井田西南角底，海拔标高为974m，相对高差495m，属中高山区。
区内的中社沟、多是小溪青流，自西向东流，据推测总流量为0.02m³/s，夏、秋季流水量较大，受季节影响明显。
据有关历史记载，该区地震频繁。
在六百年前的1303年9月17日元大德年间，曾发生过烘洞、赵城8级大地震；1695年，襄陵、临汾发生8级大地震，涉及洪洞一带。
地震烈度据《中国地震烈度区划图》确认为7度。
毕业设计（论文）主要内容：
设计内容以矿井开拓方式、采区巷道布置、回采工艺及矿井通风与安全为主。
掌握矿井生产布置的各个环节，树斜明确的矿井生产系统全貌。
根据矿井原始资料确定井田境界，计算出矿区面积为11.940km2，矿井的工业储量为68997.396kt，矿井的设计可采储量为54836.217kt。
矿井设计工作制度为四六制，即三采一准。
矿井生产能力为0.9Mt/a，服务年限为43.52年。
根据煤层埋藏深度确定井田开拓方式为单水平开采。
整个矿井划分为10采区，采用主斜井、副平硐方式开拓全井田。
工业广场位于倾向井田中央，在井田中部的煤层中平行布置轨道（沿4号煤层底板）、运输（沿4号煤层底板）、回风（沿2号煤层底板）三条大巷。
采煤方法选为综合机械化开采，工作面长180米，推进长度为1848米，工作面回采率为95%，采掘比为1:
3。
井下主运输采用皮带运输，实现连续运输出煤，矿井主运输采用带宽为800mm普通带式输送机，辅助运输采用无轨胶轮车运输，充分发挥出了平硐的优越性。
矿井通风系统为中央分列式，通风方式为抽出式，矿井总风量112m3/s，通风机型号为FBCDZ-8-№24B。
对建设整个矿井的费用进行初期预算，使设计更合理规范。
学生应交出的设计文件（论文）：
毕业设计说明书《三交河矿初步设计说明书》
图纸七张包括：
1、井田开拓平面图（1:
5000）2、井田开拓剖面图（1:
5000）
3、井巷断面图（1:
50）4、回采工作布置图（1:
200）
5、采区巷道布置及采掘机械配备平面图（1:
2000）
6、采区巷道布置剖面图（1:
2000）7、通风立体示意图（示意）
主要参考文献（资料）：
1．《煤矿矿井开采设计手册》（上、中、下册），《煤矿矿井开采设计手册》编写组编写，煤炭工业出版社出版；
2．《煤炭工业矿井设计规范》，中华人民共和国煤炭工业部主编，中国计划出版社出版，1995；
3．《煤矿开采学》（修订本），徐永圻主编，中国矿业大学出版社出版，1999；
4．《井巷工程简明教程》，鹿守敏编，中国矿业大学出版社出版，1992；
5．《矿井通风》，黄元平主编，中国矿业大学出版社出版，1990；
6．《煤矿开采方法》，黄允和主编，中国矿业大学出版社出版，1991；
7．《采煤机械化成套设备参考手册》，中国煤矿专用设备成套服务公司编，煤炭工业部《煤矿机械》编辑部出版，1984；
8．《煤矿安全规程》，煤炭工业部编写，煤炭工业出版社出版，1986；
9．《煤炭井巷工程综合预算定额》（统一基价），中华人民共和国能源部，煤炭工业出版社出版，1992；
10．《采煤概论》，焦作矿业学院等院校编，煤炭工业出版社出版，1986；
11．《煤炭井巷工程综合预算定额》，煤炭工业出版社出版，1986；
12．《矿井提升设备》，中国矿业学院主编，煤炭工业出版社出版，1980；
13.《矿井提升运输选型设计》，杨坚、戴达骝编写，煤炭工业出版社出版，1981；
14.《矿山井巷工程量计算手册》，冷金龙编写，河北科学技术情报研究所出版，1984；
15．《煤矿生产经营费指标汇编》（第十八分册），山西矿业学院科技情报资料室翻印，1985；
16．《矿山压力及其控制》，钱鸣高主编，煤炭工业出版社出版，1987；
17．《采煤工作面机械设备手册》，煤炭部统一编写，煤炭部采掘机械化科技情报中心出版，1987。
专业班级采矿工程函授班学生石宇
要求设计（论文）工作起止日期2013.03～2013.05
指导教师签字日期
前言
毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究，以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力。
它是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个采矿工程技术人员的基本训练。
本次设计的内容是三交河煤层初步设计，是在三交河煤矿井田概况和地质特征的基础上，结合搜集到的其它相关原始资料，运用所学知识，参考《煤矿开采学》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿矿井开采设计手册》等参考资料，在辅导老师深入浅出的精心指导下独斜完成。
此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针、政策，结合设计矿井的实际情况，遵照采矿专业毕业设计大纲的要求，在收集、整理、查阅大量资料的前提下，运用自己所学的专业知识独斜完成设计的，在设计的过程中我受益非浅。
通过本次设计，我看到了许多以往自己欠缺的地方，提高了综合能力，知识水平有了很大的提高，由于本人的初次设计，错误难免，恳请各位老师指正。
本次设计的指导老师为张东峰老师，同时还得到了段东、邢存恩、李慧等老师的悉心指导。
他们在许多方面给予了宝贵意见，为了帮助我们顺利、正确地完成毕业设计，经常加班加点，牺牲了大量的工作时间和业余时间，在此表示衷心的感谢和深深的敬意！
由于本人水平有限，设计中难免存在错误和不足，恳请各位老师不吝指正。
学生：
石宇
2013年5月12号
摘要
本次设计是开采三交河煤矿2上、2号煤层，煤层厚度分别为2.50m、2.30m，煤层间平均距为6.84m。
据井田外围资料调查该井田为低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量3.06-5.2m³/t·d。
煤层均无爆炸危险性，煤的自然倾向等级为不自燃。
根据矿井涌水量预测，该矿井正常涌水量为20m3/d，涌水量最大时为30m3/d。
本井田位于在灵石县城西北直距12.5公里处,距大运公路8km，原108国道在三交河镇通过。
井田内地形虽较复杂，但村与村之间均有简易公路相联，可通行卡车。
所以工业广场的位于井田东部边界附近，采用平硐开拓，主平硐、副平硐及风井的断面分别为12.29m2、25.722m2、12.56m2。
开拓方案一从工业广场向北开掘主平硐、副平硐，然后开拓运输、轨道、回风大巷至井田边界。
方案二是从工业广场方案一向南开掘主副平硐，然后开掘沿2号煤层的运输、2上号煤层的轨道和回风大巷至井田边界。
方案三类似于方案一，采用全平硐开拓，且平硐均布置于2号煤层，方案一、三的工业广场均位于苗家庄附近。
方案二工业广场位于逯家庄附近，经过综合经济技术比较，最终选用开拓方案一作为本井田开拓方案。
开拓方案一划分为四个采区，首采区选定离主平硐、副平硐最近的一带区。
矿井达产时的首采工作面位于一带区，工作面长度为180m，推进长度为1504m。
回采工艺采用后退式、综采一次性采全高机械化采煤法，采用“四六制”作业制度，采空区采用全部跨落法管理顶板。
矿井通风采用抽出式通风，矿井总风量为77m3/s，困难时期和容易时期的风阻分别为2823.22Pa、1851.93Pa。
通风机的型号为FBCDZ-6-No21C，风量范围为82-87m3/s，风压范围为2086～3514Pa.。
关键词：
矿井开拓、采煤方法、综合机械化采煤。
Abstract
ThedesignistheexploitationofXiamen2上,2#coalmine,coalseamthicknesswas2.50mand2.30m,,seampitchwas6.84m.Accordingtodataminetheexternalinvestigationoftheminefieldforthelow-gascoalmine,thecoalgasemissioninanaverageof3.06-5.2m³/t·d.theSeamofboththeriskofexplosion.Gradecoaltonaturaltendencynotspontaneouscombustion.Accordingtominedischargeforecast,thenormaldischargeofminefor20m3/d,Chung'slargestwaterat30m3/。
ThisfieldislocatedinLingShicountyinnorthwesternstraightfrom12.5kilometersplace,isapartfromthelargehighway8km,theoriginal108nationalroadintheXiamenthroughthetown.Thoughmorecomplexterraininlaohutaiminefield,butfromvillagearesimplehighwaybetweenconnected,canpassthetruck.SotheindustrialsquaretheislocatedinLuJiaZhuangnearby,neartheLord,openup,placeofthesectionoftheinclinedandwellwere12.29m2,25.722m2,12.56m2.PioneeringschemetosouthsouthfromindustrialsquaretodigtheLord,vice,andthenopenuptheinclinedtransportation,rail,returnAirChinatofieldboundaries.PlanfromtheindustrialsquaretodigthesouthwestoftheshaftwelloftheLord,atthesametimeXiangDongJueinclined,andthendeveloptransportation,rail,returntothefieldinChinaborder.Plana,twoindustrialsquarearelocatedinLuGuZhuangnearby.Accordingtothecomparisoncanberegardedasthesamequantityofdevelopment,butfacedevelopmentdirectionistoolong,equipment,thedemandishigh,sochooseapioneeringscheme.Developaplanisdividedintofiveplatearea,firstasaplateoftheminingarea.
Mineproductionofthecoalfaceinthefirstsetonthe1stDistrict,facealengthof180m,promotethelengthof1504m,usingback-miningprocess,Fully-highone-timefull-mechanizedcoalminingLaw,the"March8"operatingsystem.Gob-of-useofallmanagementroof..
Outofaventilationshaftventilation,thetotalairvolumeofminefor77m3/s,easyanddifficultperiodduringtheDragwere2823.22Pa,1851.93Pa.FansofthemodelFBCDZ-6-No21C,itsairvolumerangeof82-87m3/s,windpressurerangeof2086-3514Pa.
Keywords:
minedevelopment,miningmethods,fullymechanizedcoalmining.
第一章井田概述和井田地质特征
1.1矿区概述
1.1.1矿区地理位置及交通条件
三交河煤矿原属山西省洪洞县国营煤矿，井田面积约30K㎡，生产能力达10万t/a，经济效益低下。
1997年12月13日，原洪洞县三交河煤矿、回坡底煤矿、曹家沟煤矿三个国营煤矿整体划转给霍州矿务局，同时成立霍州矿务局洪洞煤焦总公司。
2001年3月，又改制为霍州煤电集团有限责任公司洪洞焦煤股份有限公司。
三交河煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。
地理座标：
北纬36°21′27″-36°25′39″，东经111°21′20″-111°24′49″。
山西省地质矿产厅于2000年5月1号颁发的第140000002083号采矿许可证批准其开采2、10、11号煤层，井田面积28.05K㎡，设计生产能力为90万t/a。
该煤矿东距大运公路、南同蒲铁路30㎞，向南距临汾市60㎞，向北距霍州市70㎞，井田内有临汾-克城公路通过，交通方便。
1.1.2矿区的工农业生产建设概况
三交河煤矿于1970年筹建，1971年4月掘砌石曲坑口（采太原组11号煤），1971年11月份对中社区前人未掘通旧立井（34m）延伸，次年4月垂深60m见煤（属山西组1号煤），1974年于中社立井侧16.5m处建通风立井一座（垂深60m），当时年产量为3万t/a，1978年又在主井（立井）东侧以13°坡度掘砌主斜井，斜长190.579m，断面7.8㎡，见煤后因无投资停建。
当时解决了两个竖井高差过小而造成通风困难的局面，用斜井进风，竖井回风，井下布置了临时采区，年生产能力为5万t，为了充分发挥现有井巷能力，使斜井发挥效益，1980年由临汾地区煤管局设计组对三交河煤矿主斜井重新设计扩建。
主斜井于1978年建井，斜长190.579m，于1987年12月掘砌完工，并作了25m的平巷，净断面为7.8㎡。
主斜井横坐标X=19536252.308，纵坐标Y=4029479.755，高程1022.557，井筒坡度13°，方位282°，见煤标高980.3m。
利用当时于1974年又重新建成一竖井为副井，垂深60m，断面5.3㎡。
此次扩建设计能力为90万t/a，当时设计前期用绞车提升，随着开采深度增大，产量增加，运用980水平平峒电机车运输。
该矿开采1号煤层（以前曾被定为2号煤层），采用走向长壁垮落采煤法，炮采落煤，工作面使用皮带运输，运输巷口开设溜煤眼，运用980水平运输大巷直接装车，电机车运输，中央并列式机械抽出式通风，防爆灯照明。
1号煤层顶板为砂质泥岩及泥岩，为2级顶板，其中机采面选用MLQ-80型机组，44型溜子，金属支架与铰接顶木梁。
矿坑瓦斯含量低，相对涌出量为3.06-5.2m³/t·d，坑下涌水运用井下水仓贮水，30kw水泵排出地面。
三交河煤矿在基建开采过程中，由于管理疏忽，于1991年4月份，井下作业违反操作规程，瓦斯爆炸引起矿坑下煤尘煤炸，死亡140人左右，造成了震惊全国煤炭系统的伤亡事故。
因此，该矿目前以高瓦斯矿井管理。
1997年12月三交河煤矿划归霍州矿务局，2000年上了100万t/a综采设备，2001年随霍州矿务局改制而更名为霍州煤电集团公司洪洞焦煤股份有限公司三交河煤矿，现年产原煤可达120万t左右。
1.1.3矿区电力供应基本情况
矿区附近电网密集，能够保证矿区正常生产的所有用电需求。
1.1.4矿区的水文简况
本井田末进行过专门的水文地质及专门水文孔钻探，因此，结合以往资料以及生产矿井实际情况，本次工作又进行地面调查和坑下调查。
经调查，开采1号煤层，矿井充水因素为煤层顶板渗水，与季节有关，本次将山西组水文地质条件定为简单类型，因太原组水文地质资料欠缺，现暂难做出评价。
1.1.5矿区的地形与气象
三交河煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。
总观全区中部高东西两侧低，最高点位于井田西南角底，海拔标高为974m，相对高差495m，属中高山区。
区内的中社沟、多是小溪青流，自西向东流，据推测总流量为0.02m³/s，夏、秋季流水量较大，受季节影响明显。
区内气候为大陆性气候，四季分明，具有冬季严寒、少雪多风，夏季暑热干旱，春季多风，秋季凉爽多雨等特点。
年平均气温8.5-10℃,最热月气温21-23℃，最冷月气温-5__-7℃，极端最高气温35.5-38.5℃，极端最低气温-20.5—23.5℃，无霜期170-195d，霜冻期为10月上旬至来年四月中旬，冻土深度103cm，每年7、8、9三个月为雨季，年降水量为600mm左右。
据有关历史记载，该区地震频繁。
在六百年前的1303年9月17日元大德年间，曾发生过烘洞、赵城8级大地震；1695年，襄陵、临汾发生8级大地震，涉及洪洞一带。
地震烈度据《中国地震烈度区划图》确认为7度。
1.2井田地质特征
1.2.1井田的位置与地层
三交河煤矿区位于西地台吕梁山背斜的东翼，霍西煤田的西南部，在井田范围内出露的地层由老至新为：
奥陶系中统、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、上统上石盒子组及第四系中更新统、上更新统、全新统。
地层层序见表3-1。
现由老至新叙述如下：
一、奥陶系中统（O2）
在井田东部外围沙洼煤窖附近有出露，岩性以深灰色中厚层状石灰岩及白云质石灰岩为主，多致密坚硬，含较多方解石细脉，在井田范围内未出落。
厚度>100m。
二、石炭系中统本溪组（C2b）
以平行不整合覆盖于奥陶系中统之上，在井田内未出露，为海陆交互相的沉积构造。
底部往往为不稳定的窝子状山西式铁矿及铁铝质泥岩，下部多为铝土泥岩，只在南部有鲕状铝土矿出现，厚度小，变化大，质量差；中部为深灰色泥质灰岩，在井田北部较发育，南部尖灭，产小纺锤蜓，似筒形纺锤蜓及海百合茎等动物化石；上部为灰，灰黑色泥岩，偶夹煤线，泥岩中夹不稳定的结核状菱铁矿，产卵脉羊齿、鳞木等植物化石。
本组厚度17.92-30.65m平均22.00m.
三、石炭系上统太原组（C3t）
与下伏本溪组为整合接触，分布于井田的东部边缘，是一套海陆交互相沉积构造，为本井田主要含煤地层之一。
主要岩性由深灰色中细粗粒的石英砂岩，沙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩、泥岩、粘土岩、灰质泥岩夹煤线和煤层等组成。
具有多次的海侵海退韵律。
本组厚度90.50-106.28m，平均98.00m.太原组中几个主要标志层由下而上分别为K1、K2、K3、K4、K5和K6,其中K1、K5为砂岩，K2、K3、K4、K6一般为石灰岩或泥质灰岩，局部相变纬纱岩或泥岩。
各标志层之中以K1和K2最为稳定。
本组沿走向略有北薄南厚的变化趋势，而在倾向上变化较小。
表3—1地层层序表
地层单位
填图单元
备注
系
统
组
名称
最小~最大/平均厚度（m）
代号
第四系
全新统
0~5.00
Q4
上更新统
0~8.00
Q3
中更新统
0~31.00/6.84
Q2
二叠系
上统
上石盒子组
一段
42.00~220.50/180.00
P2s1
一段下部标志层
0.80~10.94/5.55
K10
下统
下石盒子组
64.95~115.10/95.00
P1x
P1x底部标志层
1.10~8.54/5.09
K8
骆驼脖子砂岩
山西
组
21.64~30.55/27.00
P1s
底部标志层
0.50~6.17/2.34
K7
北岔沟砂岩
石
炭系
上
统
太
原组
二、三段
48.52~67.84/59.98
C3t2+3
二段下部标志层
0~9.18/4.45
K2
一段
24.55~45.61/37.63
C3t1
一段下部标志层
0.40~5.17/2.45
K1
晋祠砂岩
中统
本溪组
17.92~30.65/22.00
C2b
奥陶系
中统
>100
O2
四、二叠系下统山西组（P1s）
在
升级会员 